1、機械基礎課程設計說 明 書設計題目：帶式輸送機的機械傳動裝置一級直齒圓柱齒輪減速器內容：1、裝配圖1張2、零件圖5張3、設計說明書1份學號： 姓名：指導教師：機械設計課程設計資料機械工程學院三江學院目 錄一要求與主要數據4二確定傳動方案5三電動機的選擇6四傳動比的計算與分配8五帶與齒輪傳動零件的計算12六軸的設計計算及軸的選擇16七鍵的選擇21八減速器的潤滑22九減速器箱體尺寸的設計22設計小結23參考資料24附件(零件圖5張,裝配圖1張)一要求與主要數據說 明1、設計題目帶式輸送機的機械傳動裝置一級直齒圓柱齒輪減速器。2、設計方案（見圖1-1）圖1-13、原始數據（第三組）輸送帶工作拉力F/

2、N3400輸送帶工作速度v/（m*s-1）2.2卷筒直徑D/mm400模數m4小齒輪齒數Z118大齒輪齒數Z2724、其它原始條件1、工作情況：單班制,單向運轉，載荷有輕微振動,室內工作，少粉塵。2、使用年限：10年，大修期3年。3、生產批量：1000臺（屬中批量生產）。4、工廠能力：中等規模機械廠，可加工78級精度齒輪。5、動力來源：三相交流（220V/380V）電源。6、允許誤差：允許輸送帶速度誤差±5%二確定傳動方案說明結 果為實現工作機預定的工作要求，可有不同的傳動方案。合理的傳動方案除應滿足工作機的功能要求，工作可靠和適應條件外，還應力求結構簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低

3、廉、傳動效率高和使用維修方便等。要同時滿足這許多要求，在設計時應優先保證重點要求。有以下四種方案分別比較。方案一：第一級為帶輪傳動，第二級為一級圓柱齒輪減速器。帶傳動能緩沖、吸振，過載時有安全保護作用，因此這種方案通常得到廣泛應用。但結構上寬度和長度尺寸都較大，且帶傳動不適用于大功率的機械和惡劣的工作環境。方案二：電動機直接在圓柱齒輪減速器上，此減速器寬度尺寸較大，但由于圓柱齒輪易于制造、傳動準確，因而應用廣泛。方案三：電動機直接接在蝸桿減速器上，它結構最緊湊，但蝸桿傳動效率低，功率損失大，且成本較高。方案四：電動機直接接在圓錐圓柱齒輪減速器上，它的寬度尺寸比方案二小，但圓錐齒輪加工比圓柱齒輪

4、困難。因為本次設計的傳動方案和減速器工作條件較穩定，有輕微振動，且在室內工作，粉塵也少，要求的傳動精度也不是很高，加工精度也不是很高，所以選擇方案一。三電動機的選擇計算及說明結 果1、選擇電動機類型按已知的工作要求和條件，選用Y系列封閉籠型三相異步電動機。2、選擇電動機功率工作機所需功率為 電動機輸出功率為 由電動機至工作機之間的總效率為式中1、2、3、4、5分別為帶傳動、齒輪傳動的軸承、齒輪傳動、卷筒的軸承及卷筒的效率。查表可取1 =0.96,2 =0.99,3 =0.97,4 =0.99,5 =0.96,則所以工作機的功率pw: 電動機所需工作功率為: 3、確定電動機的轉速卷筒的工作轉速為

5、一般,帶傳動的傳動比,單級齒輪傳動的傳動比，則總傳動比的合理范圍為，因此，電動機轉速的可選范圍為 因此，綜合考慮電動機的傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動的減速器的傳動比，電動機型號轉速可選，選定同步電動機型號為Y160M-4，即電動機的額定功率,滿載轉速。四傳動比的計算與分配說 明結果電動機選定以后，由電動機的滿載轉速可算出傳動裝置的總傳動比為帶輪的傳動比為 齒輪減速器的傳動比為 運動參數及動力參數計算（1）各軸轉速:nI = nm/i0 = 1460/3.5 = 417.1 r/minnII = nI/i = 417.1/4 = 104.3 r/minnIII = nII = 104.3 r/

6、min（2)各軸輸入功率:PI = Pd×h1 = 8.6×0.96 = 8.26 KWPII = PI×h2×h3 = 8.26×0.99×0.97 = 7.93 KWPIII = PII×h2×h4 = 7.93×0.99×0.99 = 7.77 KW 則各軸的輸出功率：PI' = PI×0.99 = 8.18 KWPII' = PII×0.99 = 7.85 KWPIII' = PIII×0.99 = 7.69 KW(3)各軸輸入轉矩:

7、TI = Td×i0×h1 電動機軸的輸出轉矩:Td = = 56.3 Nm 所以：TI = Td×i0×h1 = 56.3×3.5×0.96 = 189.2 NmTII = TI×i×h2×h3 = 189.2×4×0.99×0.97 = 726.8 NmTIII = TII×h2×h4 = 726.8×0.99×0.99 = 712.3 Nm 輸出轉矩為：TI' = TI×0.99 = 187.3 NmTII

8、9; = TII×0.99 = 719.5 NmTIII' = TIII×0.99 = 705.2 Nm1）各軸轉速:nI = nm/i0 = 1460/3.5 = 417.1 r/minnII = nI/i = 417.1/4 = 104.3 r/minnIII = nII = 104.3 r/min（2)各軸輸入功率:PI = Pd×h1 = 8.6×0.96 = 8.26 KWPII = PI×h2×h3 = 8.26×0.99×0.97 = 7.93 KWPIII = PII×h2

9、5;h4 = 7.93×0.99×0.99 = 7.77 KW 則各軸的輸出功率：PI' = PI×0.99 = 8.18 KWPII' = PII×0.99 = 7.85 KWPIII' = PIII×0.99 = 7.69 KW(3)各軸輸入轉矩:TI = Td×i0×h1 電動機軸的輸出轉矩:Td = = 56.3 Nm 所以：TI = Td×i0×h1 = 56.3×3.5×0.96 = 189.2 NmTII = TI×i×h2&#

10、215;h3 = 189.2×4×0.99×0.97 = 726.8 NmTIII = TII×h2×h4 = 726.8×0.99×0.99 = 712.3 Nm 輸出轉矩為：TI' = TI×0.99 = 187.3 NmTII' = TII×0.99 = 719.5 NmTIII' = TIII×0.99 = 705.2 Nm1）各軸轉速:nI = nm/i0 = 1460/3.5 = 417.1 r/minnII = nI/i = 417.1/4 = 104.3

11、r/minnIII = nII = 104.3 r/min（2)各軸輸入功率:PI = Pd×h1 = 8.6×0.96 = 8.26 KWPII = PI×h2×h3 = 8.26×0.99×0.97 = 7.93 KWPIII = PII×h2×h4 = 7.93×0.99×0.99 = 7.77 KW 則各軸的輸出功率：PI' = PI×0.99 = 8.18 KWPII' = PII×0.99 = 7.85 KWPIII' = PIII

12、5;0.99 = 7.69 KW(3)各軸輸入轉矩:TI = Td×i0×h1 電動機軸的輸出轉矩:Td = = 56.3 Nm 所以：TI = Td×i0×h1 = 56.3×3.5×0.96 = 189.2 NmTII = TI×i×h2×h3 = 189.2×4×0.99×0.97 = 726.8 NmTIII = TII×h2×h4 = 726.8×0.99×0.99 = 712.3 Nm 輸出轉矩為：TI' = TI&

13、#215;0.99 = 187.3 NmTII' = TII×0.99 = 719.5 NmTIII' = TIII×0.99 = 705.2 Nm五帶與齒輪傳動零件的計算計算與說明結 果1帶與帶輪(1)選擇帶型根據電動機功率為11KW,主動帶輪轉速為1460r/min,查表選B型帶.(2)確定兩帶輪的基準直徑D1.D2和帶速V查表得小帶輪直徑D1=140mm根據得所以選直徑的大帶輪。帶速，滿足要求。(3)確定中心距和帶的基準長度0.7×(d1+d2)a02×(d1+d2)0.7×(140+475)a02×(140+4

14、75)430.5a01230 初定中心距a0 = 830.25 mm，則帶長為:L0 = 2a0+×(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4×a0)= 2×830.25+×(140+475)/2+(475-140)2/(4×830.25)=2660 mm 由表13-2選用Ld = 2800 mm，確定實際中心距為：a = a0+(Ld-L0)/2 = 830.25+(2800-2660)/2 = 900.25 mm(4)計算V帶根數z = 2.91 取z=3。(5)拉力及壓軸力 2 齒輪、齒輪傳動的設計計算   

15、（1）選擇齒輪材料及精度等級   考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用齒面。P166小齒輪選用45鋼，調質，齒面硬度為197286HBS,Hlm1=590MPa, FE=450MPa。大齒輪選用45鋼，正火，齒面硬度156217HBS, Hlm2=380MPa, FE2=310MPa；選8級精度。齒面粗糙度Ra1.63.2m   (2)確定許用應力 由表11-5，取SH=1，SF=1.25    (3)按齒面接觸強度設計T1=9.55×106×P/n1=9.55×1

16、06×11/535.2  =1.96×105Nmm； 取載荷系數k=1，齒寬系數ød=0.8  取ZE=188模數 根據查表取標準模數：m=4(6)校核齒根彎曲疲勞強度  F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH確定有關參數和系數分度圓直徑：d1=mZ1=4×18mm=72mmd2=mZ2=4×72mm=288mm齒寬：b=dd1=72mm取b=72mmmm   b1=77mm b2=72mm(7)齒形系數YFa和應力修正系數YSa根據齒數Z1

17、=18,Z2=72由表11-8相得YFa1=2.85    YSa1=1.54YFa2=2.25     YSa2=1.77將求得的各參數代入式（6-49）F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52×20) ×2.80×1.55Mpa=38Mpa< F1F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52

18、15;120) ×2.14×1.83Mpa=34Mpa< F2故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠 (9)計算齒輪傳動的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)4/2(18+72)=180mm (10)計算齒輪的圓周速度VV=d1n1/60×1000=3.14×72×471.1/60×1000=1.57m/s3此設計采用的是漸開線標準直齒圓柱齒輪，其設計參數為：模數 查表得m=4分度圓直徑 齒頂高 mm齒根高 mm全齒高 mm齒頂圓直徑 mm mm齒根圓直徑 mm mm基圓直徑 齒距 mm齒厚 mm齒槽寬

19、mm中心距 六軸的設計計算及軸的選擇說明與計算結果軸的設計1 輸入軸上的功率P1、轉速n1和轉矩T1:P1 = 8.26 KW n1 = 417.1 r/min T1 = 189.2 Nm2 求作用在齒輪上的力: 已知小齒輪的分度圓直徑為:d1 = 72 mm 則:Ft = = = 5255.6 NFr = Ft×tanat = 5255.6×tan200 = 1912.9 N3 初步確定軸的最小直徑: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調質），根據機械設計（第五版）表14-2，取C = 112，得：dmin = C× = 112× = 30

20、.3 mm 顯然，輸入軸的最小直徑是安裝大帶輪處的軸徑，由于安裝鍵將軸徑增大4%，故選取:d12 = 32 mm。帶輪的寬度：B = (Z-1)×e+2×f = (3-1)×18+2×8 = 52 mm，為保證大帶輪定位可靠取：l12 = 50 mm。大帶輪右端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為:d23 = 37 mm。大帶輪右端距箱體壁距離為20，取:l23 = 35 mm。4 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度: 初選軸承的類型及型號。為能順利地在軸端III-IV、VII-VIII上安裝軸承，其段滿足軸承內徑標準，故取:d34 = d78

21、= 40 mm；因軸只受徑載荷作用，查軸承樣本選用：6208型深溝球軸承，其尺寸為:d×D×T = 40×80×18 mm，軸承右端采用擋油環定位，由軸承樣本查得：6208。型軸承的定位軸肩高度：h = 3.5 mm，故取：d45 = d67 = 47 mm，取：l45 = l67 = 5 mm。 齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。由于:d12d56 ，所以小齒輪應該和輸入軸制成一體，所以:l56 = 77 mm；則:l34 = T+s+a-l45 = 18+8+11-5 = 32 mml78 = T+s+a-l67 = 18+8+11+2-5 =

22、34 mmII軸的設計1 求輸出軸上的功率P2、轉速n2和轉矩T2：P2 = 7.93 KW n2 = 104.3 r/min T2 = 726.8 Nm2 求作用在齒輪上的力: 已知大齒輪的分度圓直徑為:d2 = 288 mm 則:Ft = = = 5047.2 NFr = Ft×tanat = 5047.2×tan200 = 1837 N3 初步確定軸的最小直徑: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調質），根據機械設計（第五版）表14-2，取:C1= 112，得:dmin = C1× = 112× = 47.4 mm 輸出軸的最小直徑為安

23、裝聯軸器直徑處d12，所以同時需要選取聯軸器的型號，聯軸器的計算轉矩:Tca = KAT2，查機械設計（第五版）表14-1，由于轉矩變化很小，故取:KA = 1.2，則:Tca = KAT2 = 1.2×726.8 = 872.2 Nm 由于鍵槽將軸徑增大4%，選取聯軸器型號為:LT9型，其尺寸為：內孔直徑50 mm，軸孔長度84 mm，則：d12 = 50 mm，為保證聯軸器定位可靠取：l12 = 82 mm。半聯軸器右端采用軸端擋圈定位，按軸徑選用軸端擋圈直徑為：D = 60 mm，左端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為：d23 = 55 mm。4 根據軸向定位的要求確定軸的

24、各段直徑和長度： 初選軸承的類型及型號。為能順利地在軸端III-IV、VI-VII上安裝軸承，其段滿足軸承內徑標準，故取：d34 = d67 = 60 mm；因軸只受徑載荷作用，查軸承樣本選用:6212型深溝球子軸承，其尺寸為：d×D×T = 60mm×110mm×22mm。軸承端蓋的總寬度為：20 mm，取端蓋的外端面與半聯軸器右端面的距離為：l = 20 mm，l23 = 35 mm。 齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。取大齒輪的內徑為：d2 = 68 mm，所以：d45 = 68 mm，為使齒輪定位可靠取：l45 = 70 mm，齒輪右端采用軸

25、肩定位，軸肩高度：h 0.07d = 0.07×68 = 4.76 mm，軸肩寬度：b 1.4h = 1.4×4.76 = 0 mm，所以：d56 = 78 mm，l56 = 6 mm；齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位，則：l34 = T+s+a+2.5+2 = 22+8+11+2.5+2 = 45.5 mml67 = 2+T+s+a+2.5-l56 = 2+22+8+11+2.5-6=39.5 mm七鍵的選擇計算及說明結果鍵的類型主要根據扭矩的大小、零件的對中要求以及其它工作要求和裝配要求確定。減速器中軸上零件與軸多采用平鍵聯接。因此在此也采用了平鍵聯接。高速軸上裝有大帶輪，直徑為30-38mm,查表得鍵的公稱尺寸為：10*8低速軸上裝有大齒輪，直徑為44-50mm,查表得鍵的公稱尺寸為：14*9鍵1用鍵2用八 減速器的潤滑說明與計算結 果7.1 潤滑的選擇確定潤滑方式 1.齒輪V=2.212 m/s 應用噴油潤滑，但考慮成本及需要，選用浸油潤滑。 2.軸承選用脂潤滑。7.2密封形式 1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封 3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應的軸承外部 軸的外伸端與